Model hydrauliczny sieci wodociągowej w MPGK Sp. z o.o. w chełmie

54
praktyka wodociągowa i eksploatacja
Model hydrauliczny
sieci wodociągowej
w MPGK Sp. z o.o. w Chełmie
S
ystem wodociągowy miasta Chełm zasilany jest z dwóch źródeł wody umieszczonych na terenie
miasta. Z uwagi na budowę hydrogeologiczną i hydrologię oraz jakość wód powierzchniowych, do
celów komunalnych i przemysłowych ujmowana jest tylko woda głębinowa.
Tomasz Borkowski
1.Istniejący system
zaopatrzenia w wodę
System dystrybucji wody w Chełmie stanowią dwa niezależne układy
zaopatrzenia w wodę:
Strefa I Bariera – zasilana jest
z ujęcia wody położonego we wschodniej części miasta. Z powodu ukształtowania terenu oraz obszaru który
jest zasilany z tego ujęcia, dystrybucja wody realizowana jest poprzez
pompownie drugiego stopnia DPS
i STRUPIN oraz pompownię trzeciego stopnia ŻEROMSKIEGO zlokalizowanej w południowej części miasta
(strefa III Żeromskiego). Stabilizacja
ciśnienia w tym układzie zapewniona jest dzięki zbiornikowi zapasowo
– wyrównawczemu GÓRK A który
współpracuje z obiema pompowniami (DPS i STRUPIN). W godzinach
zmniejszonego rozbioru, nadmiar
wody jest magazynowany w zbiorniku, natomiast w czasie porannego
i wieczornego szczytowego rozbioru
zapewnia ciśnienie w strefie.
Rys. 1. Schemat sieci wodociągowej Miasta Chełm
Strefa II Trubaków – zasilana z ujęcia o tej samej
nazwie, znajdująca się w zachodniej części miasta. Dystrybucja wody w tym układzie odbywa się przy użyciu
pompowni drugiego stopnia, a strefa wydzielona jest hydraulicznie.
2. Model hydrauliczny sieci wodociągowej
W celu rozpoznania hydraulicznych warunków pracy
systemu wodociągowego w Chełmie w 2007 firma Biatel
SA zbudowała kalibrowany matematyczny model hydrauliki i jakości wody z dynamiczną symulacją wybranych
parametrów w czasie. Przez model matematyczny w tym
przypadku należy rozumieć narzędzie informatyczne, do
którego wprowadzono wszystkie podstawowe parametry
o konfiguracji sieci, konsumentach i obiektach systemu
wodociągowego. Model sieci wykonano w programie WaterCAD, wersja 7.0 firmy Bentley Solutions, czołowego
producenta narzędzi informatycznych dla branży inżynierskiej.
Dynamiczny model hydrauliczny sieci wodociągowej
miasta Chełm został opracowany jako model uproszczony, który całkowicie odzwierciedla układ wodociągów,
lokalizację głównych obiektów systemu takich jak stacje uzdatniania wody, przepompownie strefowe, miejsca
wbudowania podstawowej armatury kontrolnej i zaporowej, przewody rozdzielcze mniejszych średnic i przyłącza domowe. Uproszczeniu podlegało pogrupowanie
odbiorców oraz analiza rozbiorów węzłowych. Kalibracja
modelu została wykonana na podstawie pomiarów ciśnienia prowadzonych przez okres miesiąca, przy czym
rejestracja ciśnień była wykonana w tym samym czasie.
Wszystkie symulowane wartości ciśnień i przepływów
znajdują się we wstędze 5 m słupa wody.
Miejskie Przedsiębiorstwo Gospodarki Sp. z o.o.
w Chełmie pracuje na modelu sieci wodociągowej, korzystając także z programu Epanet 2 PL. Jest to program
wykonujący rozszerzone symulacje hydrauliczne i symulacje zachowań jakości wody w sieciach ciśnieniowych.
Sieć składa się z rur, węzłów, złącz rur, pomp, zaworów
i zbiorników retencyjnych otwartych lub zamkniętych
oraz rezerwuarów. Podczas okresu symulacji składają-
model hydrauliczny sieci wodociągowej w mpgk sp. z o.o. w chełmie
——
——
——
Rys. 2. Schemat sieci wodociągowej w programie Epanet 2 PL, ciśnienie na węzłach
cych się z wielu kroków czasowych,
program umożliwia śledzenie przepływu wody w rurach, zmian ciśnienia w poszczególnych węzłach,
zmian poziomu wody we wszystkich
zbiornikach oraz rozkładu ciśnienia
związków chemicznych w całej sieci.
Dzięki tej analizie możliwe jest symulowanie wieku wody oraz rozpływu wody z poszczególnych źródeł.
Pracujący pod systemem Windows program Epanet 2 PL jest zintegrowanym środowiskiem do edycji
sieciowych danych wejściowych, prowadzenia symulacji hydraulicznych
i symulacji jakości wody oraz do przeglądania wyników tej analizy w wielu
formatach. Dane końcowe prezentowane są w postaci: kolorowych map
sieci, tabel danych, wykresów przebiegów czasowych i warstwic.
Ze względu na ciągłe zmiany
systemu dystrybucji wody (budowa
nowych odcinków sieci, przyłączy,
w ymiana pomp oraz strefowanie
i modernizacja sieci wodociągowej),
model jest aktualizowany w miarę
posiadanych środków.
3. Podsumowanie
Podsumowując, model hydrauliczny sieci wodociągowej używany
jest do następujących zadań:
—— regulacja pracy sieci wodociągowej ze względu na ciśnienie i źródła zasilania (wykorzystanie modelu hydraulicznego pod katem
przyszłych inwestycji),
—— optymalizacja zarządzania siecią, sterowanie przepływami,
rozkładem ciśnień i czasami re-
Rys. 3.Dobowy wykres ciśnienia dla wybranych węzłów
——
——
55
tencji (pod kątem minimalizacji
kosztów eksploatacyjnych),
sprawdzenie poprawności zaproponowanych rozwiązań z uwagi
na kryteria ekonomiczno-techniczne,
diagnostyka – wszelkie informacje o obecnym i przyszłym zachowaniu się sieci w dowolnie zadanych warunkach,
analiza sytuacji wyjątkowych np.
wyłączenie jednego z ujęć wody,
w yłączenie zbiornika, oceny
skutków i ewentualnych ograniczeń,
kontrola pracy sieci pod kątem
planowanej modernizacji i rozbudowy lub w warunkach zwiększonego zapotrzebowania (włączenie dużego odbiorcy wody),
kontrola pracy w warunkach ekstremalnych, np. pobór wody do
celów pożarowych.
4.Literatura
[1] „Aktualizacja programu ogólnego systemu dystrybucji wody w Chełmie” Biatal
SA.
[2] „Instrukcja obsługi programu EPANET 2” Levis A. Rossman, tłumaczenie
A. Wnuk, F. Alkadi.
Borkowski Tomasz
MPGK Sp. z o.o., Chełm